CN110666333A - 超声波焊接机主轴系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波焊接领域，具体涉及一种超声波焊接机主轴系统。相比与传统的全波焊头超声波焊接机主轴系统，该超声波焊嘴由于单侧固定在传动杆上，通过传动杆来对超声波焊嘴进行水平方向以及竖直方向的传动，相比现有技术上的全波焊头，尺寸可以设计得更为小巧，从而降低了造价成本，同时焊接效果更为优良，拆卸更为方便；相比与现有技术的半波焊头超声波焊接系统，该超声波焊接机主轴系统耐久性良好，使用寿命更长，焊接效果更为优良。

Description

超声波焊接机主轴系统

技术领域

本发明涉及超声波焊接领域，具体涉及一种超声波焊接机主轴系统。

背景技术

超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法。相关技术中，在压紧金属焊接工件的同时，利用超声波快速的振动摩擦，促进金属材料内部原子快速运动，从而产生固态结合反应。金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升。因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象。

目前的超声波焊接机中焊头一般采用全波焊头或者半波焊头来对待焊接材料进行焊接。

如图1所示现有技术中一种超声波焊接机主轴系统，该超声波焊接机主轴系统采用半波焊头来对待焊接材料进行焊接；该超声波主轴系统在水平轴向上依次连接有换能器1a、调幅器2a以及半波焊头3a；工作时，通过向调幅器2a施加压力来实现对焊接工件施压的目的，同时半波焊头3a在超声波换能器1a的驱动下，对焊接工件进行焊接；但是，由于超声波焊接机对半波焊头3a采用单侧加压的焊接方式，在加压的过程中，加压的位置和焊接的位置不在同一直线上，导致半波焊头3a容易受到焊接工件的反作用力，而产生弯曲变形，缩短半波焊头3a的寿命，也影响了对待焊接材料的焊接效果；同时，由于半波焊头 3a单侧固定于调幅器2a一端，对进行压力传递过程中，对半波焊头3a进行固定的紧固螺栓容易由于压力过大从而开裂，进而影响到焊接效果以及该超声波焊接机的使用寿命。

如图2所示现有技术中的一种超声波焊接机主轴系统，该超声波焊接机主轴系统采用了全波焊头3b来对待焊接材料进行焊接；该超声波焊接机主轴系统在水平方向上依次连接有换能器1b、调幅器2b、全波焊头3b以及调幅器2b；工作时，通过竖向动力驱动机构对全波焊头3b两端施加压力，利用全波焊头3b中部的焊齿部对待焊接材料进行焊接；但是，由于该超声波焊接机在全波焊头两端都设置有调幅器2b，在进行对焊头进行更换时，需要同时拆除两端的调幅器2b以此更换全波焊头3b，对使用者带来了极大的不便，同时，由于全波焊头3b相对于半波焊头3a而言，全波焊头3b两端受力，故而体型一般较为大，造价成本高；进一步而言，该种采用全波焊头3b的超声波焊接主轴系统相比与采用半波焊头 3a的超声波焊接系统来说，全波焊头3b体型较大，传动频率较低，焊接效果较差。

针对上述提到的现有技术中常见的两种关于超声波焊接机采用的超声波焊接主轴系统中存在的缺陷，本发明主要提供一种超声波焊接机主轴系统来解决上述缺陷，该超声波焊接机主轴系统焊接效果好，焊头拆卸方便，耐久性良好，造价成本低。

发明内容

本发明是这样实现的，一种超声波焊接机主轴系统，所述超声波焊接机主轴系统包括有超声波焊嘴、竖向传动组件以及水平传动组件；所述竖向传动组件设于所述超声波焊嘴上方，并与所述超声波焊嘴相连；所述水平传动组件设于所述竖向传动组件一侧，并与所述竖向传动组件相连；

其中，所述竖向传动组件包括包括有传动杆以及动力驱动机构；所述超声波焊嘴设于所述传动杆下方，并与所述传动杆相连；所述动力驱动机构设于所述传动杆上方，并与所述传动杆相连；在一个可选的技术方案中，该传动杆可以是耦合杆。

所述水平传动机构包括有一换能器以及一调幅器；所述调幅器设于所述传动杆一侧，并与所述传动杆相连；所述换能器设于所述调幅器远离所述传动杆的一侧，并与所述调幅器相连。

在该技术方案中，区别与现有技术中的全波焊头超声波焊接系统，该超声波焊嘴由于单侧固定在传动杆上，通过传动杆来对超声波焊嘴进行水平方向以及竖直方向的传动，相比现有技术上的全波焊头，尺寸可以设计得更为小巧，从而降低了造价成本，同时焊接效果更为优良，拆卸更为方便；此外，相比与现有技术的半波焊头超声波焊接系统，由于超声波焊嘴以及动力驱动机构处于一个竖直方向上，致使压力间的传动处于同一轴线上，避免了传统半波焊头中由于单侧受力致使焊头由于受到焊接工件的反作用力从而发生变形或者单侧翘起，还有对于焊接头的固定螺栓容易开裂的问题，故而，本发明所涉及到的一种超声波焊接机主轴系统，焊接效果良好，拆卸方便，耐久性良好，造价成本低。

具体的，为了配合传动杆对超声波焊嘴进行传动，所述超声波焊嘴包括有手柄连接部、手柄固定部、焊头过渡部以及所述焊头部；手柄连接部设于所述传动杆下方，并与所述传动杆相连；所述手柄固定部设于所述手柄连接部下方，并与所述手柄连接部相连；所述焊头部设于所述手柄固定部下方，并与所述手柄固定部相连；所述焊头过渡部设于所述手柄固定部以及所述焊头部之间，用于实现所述手柄固定部以及所述焊头部之间的横截面面积的平滑过渡。

进一步的，所述手柄连接部从其下端面到上端面的方向上横截面积逐渐变小；所述手柄连接部整体为圆台状；所述传动杆底部对应开设有用于连接所述手柄连接部的安装孔；需要解释的是，在对焊接材料进行焊接时，需要先将超声波焊头调节到与超声波焊座保持水平，现有的超声波焊头手柄连接部多设计为圆柱状，配合圆形安装孔行进固定，采用该连接方式设计，在调试时，只能通过不停的转动和测试来找到水平位置，且非常不精确，继而容易影响到焊接效果，所以在本发明所涉及的一种超声波焊接机主轴系统中，将超声波焊嘴中的手柄连接部设计为圆台状，配合传动上设置的安装孔，在进行调试时，利用安装孔中的锥形安装面对手柄连接部进行精确定位，省去了人工调试的工序，而且精确度较高，进而该超声波焊接机主轴系统焊接效果良好。

进一步的，所述焊头过渡部包括有四个顺次相连的弧形过渡面；所述焊头部设有四个侧面；四个所述弧形过渡面对应连接在所述焊头部的四个侧面上；需要解释的是，由于四个弧形过渡面的设置，实现了手柄固定部以及焊头部之间横截面积的平滑过渡连接，在进行该对待焊接材料进行焊接时，避免了假焊，过焊的问题出现，提高了焊接效果。

具体的，在一个可选的技术方案中，为了简化结构，所述动力驱动机构包括有一动力气缸；具体而言，该动力气缸可以为伸缩气缸、电缸等；所述动力气缸输出动力的一端与所述传动杆相连。

具体的，在另一个可选的技术方案中，为了实现对超声波焊嘴的对焊接材料下压力度的精确控制，所述动力驱动机构包括有一动力驱动装置以及一动力传动装置；所述动力驱动装置设于所述动力传动装置的一端，并与所述动力传动装置相连；所述动力传动装置设于所述传动杆上方，且其输出动力的一端与所述传动杆相连。进一步的，所述动力驱动装置为一伺服电机；当然，作为选择的，该动力驱动装置可以为步进电机；所述动力传动装置为一变速箱。

优选的，为了加强结构的稳定性以及便于竖向传动组件中的传动杆进行动力传动，所述竖向传动组件还包括有一平衡块；所述平衡块套设在所述传动杆外部，并与所述传动杆相连。进一步的，为了加强与外部设备的连接关系以及加强结构的稳定性，所述平衡块一侧设有固定连接孔；所述固定连接孔用于与外部滑轨相连。在一个可选的技术方案中，该平衡块可以是配重块。

优选的，为了加强传动杆水平方向上对超声波焊嘴的传动效果，进一步优化焊接效果，所述水平传动组件包括设置有若干组；若干组水平传动组件设于所述传动杆的一侧。在一个可选的技术方案中，水平传动组件设有一组，该一组水平传动组件设于传动杆一侧，并与所述传动杆连接在另一个可选的技术方案中，该水平传动组件中设置有两组，两组水平传动组件设于所述传动杆的两侧，进一步加强了水平传动效果以及加强了结构的稳定性。

本发明的一种超声波焊接机主轴系统的技术效果为：

1、相比与传动的全波焊头超声波焊接机主轴系统，该超声波焊嘴由于单侧固定在传动杆上，通过传动杆来对超声波焊嘴进行水平方向以及竖直方向的传动，相比现有技术上的全波焊头，尺寸可以设计得更为小巧，从而降低了造价成本，同时焊接效果更为优良，拆卸更为方便；

2、相比与现有技术的半波焊头超声波焊接系统，由于超声波焊嘴以及动力驱动机构处于一个竖直方向上，致使压力间的传动处于同一轴线上，避免了传统半波焊头中由于单侧受力致使焊头由于受到焊接工件的反作用力从而发生变形或者单侧翘起，还有焊接头的固定螺栓容易开裂的问题，故而，该超声波焊接机主轴系统耐久性良好，使用寿命更长，焊接效果更为优良。

附图说明

图1为现有技术中的半波焊头焊接机主轴系统示意图；

图2为现有技术中的全波焊头焊接机主轴系统示意图；

图3为本发明所涉及的一种超声波焊接机主轴系统其中一个实施例的结构示意图；

图4为本发明所涉及的一种超声波焊接机主轴系统其中一个实施例的结构示意图；

图5为本发明所涉及的一种超声波焊接机主轴系统中超声波焊嘴示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

请参阅附图3，为本发明的一较佳实施例，该本发明公开的实施例是这样实现的，一种超声波焊接机主轴系统，所述超声波焊接机主轴系统包括有超声波焊嘴1、竖向传动组件2以及水平传动组件3；所述竖向传动组件2设于所述超声波焊嘴1上方，并与所述超声波焊嘴1相连；所述水平传动组件3设于所述竖向传动组件2一侧，并与所述竖向传动组件相连；

其中，所述竖向传动组件2包括包括有传动杆21以及动力驱动机构22；所述超声波焊嘴3设于所述传动杆21下方，并与所述传动杆21相连；所述动力驱动机构22设于所述传动杆21上方，并与所述传动杆21相连；在一个可选的实施例中，该传动杆可以是耦合杆。

所述水平传动机构3包括有一换能器31以及一调幅器32；所述调幅器32设于所述传动杆21一侧，并与所述传动杆21相连；所述换能器31设于所述调幅器32的远离所述传动杆的一侧，并与所述调幅器32相连。

在该实施例中，区别与现有技术中的全波焊头超声波焊接系统，该超声波焊嘴1由于单侧固定在传动杆21上，通过传动杆21来对超声波焊嘴1进行水平方向以及竖直方向的传动，相比现有技术上的全波焊头3b，尺寸可以设计得更为小巧，从而降低了造价成本，同时焊接效果更为优良，拆卸更为方便；此外，相比与现有技术的半波焊头3a超声波焊接系统，由于超声波焊嘴1以及动力驱动机构22处于一个竖直方向上，致使压力间的传动处于同一轴线上，避免了传统半波焊头3a中由于单侧受力致使焊头由于受到焊接工件的反作用力从而发生变形或者单侧翘起，还有对于焊接头的固定螺栓容易开裂的问题，故而，本发明所涉及到的一种超声波焊接机主轴系统，焊接效果良好，拆卸方便，耐久性良好，造价成本低。

具体的，请参阅图5，为了配合传动杆21对超声波焊嘴1进行传动，所述超声波焊嘴1包括有手柄连接部11、手柄固定部12、焊头过渡部13以及所述焊头部14；手柄连接部 11设于所述传动杆21下方，并与所述传动杆21相连；所述手柄固定部12设于所述手柄连接部11下方，并与所述手柄连接部11相连；所述焊头部14设于所述手柄固定部12下方，并与所述手柄固定部12相连；所述焊头过渡部13设于所述手柄固定部12以及所述焊头部14之间，用于实现所述手柄固定部12以及所述焊头部14之间的横截面面积的平滑过渡；焊头部14底部设有焊齿。

进一步的，所述手柄连接部11从其下端面到上端面的方向上横截面积逐渐变小；所述手柄连接部11整体为圆台状；所述传动杆21底部对应开设有用于连接所述手柄连接部11 的安装孔；具体的，该安装孔11适配于手柄连接部11的整体外形；需要解释的是，在对焊接材料进行焊接时，需要先将超声波焊头调节到与超声波焊座保持水平，现有的超声波焊头手柄连接部多设计为圆柱状，配合圆形安装孔行进固定，采用该连接方式设计，在调试时，只能通过不停的转动和测试来找到水平位置，且非常不精确，继而容易影响到焊接效果，所以在本发明所涉及的一种超声波焊接机主轴系统中，将超声波焊嘴1中的手柄连接部11设计为圆台状，配合传动21上设置的安装孔，在进行调试时，利用安装孔中的锥形安装面对手柄连接部进行精确定位，省去了人工调试的工序，而且精确度较高，进而该超声波焊接机主轴系统焊接效果良好。

进一步的，所述焊头过渡部13包括有四个顺次相连的弧形过渡面；所述焊头部14设有四个侧面；四个所述弧形过渡面对应连接在所述焊头部的四个侧面上；需要解释的是，由于四个弧形过渡面的设置，实现了手柄固定部12以及焊头部14之间横截面积的平滑过渡连接，在进行该对待焊接材料进行焊接时，避免了假焊，过焊的问题出现，提高了焊接效果。

具体的，请参阅图3，在一个可选的实施例中，为了简化结构，所述动力驱动机构包括有一动力气缸22A；所述动力气缸输出动力的一端与所述传动杆相连。

具体的，请参阅图4，在另一个可选的实施例中，为了实现对超声波焊,1的对焊接材料下压力度的精确控制，所述动力驱动机构22包括有一动力驱动装置221以及一动力传动装置222；所述动力驱动装置221设于所述动力传动装置222的一端，并与所述动力传动装置222相连；所述动力传动装置222设于所述传动杆21上方，且其输出动力的一端与所述传动杆21相连。进一步的，所述动力驱动装置221为一伺服电机；所述动力传动装置 222为一变速箱。

优选的，为了加强结构的稳定性以及加强竖向传动组件2中的传动杆21进行动力传动，所述竖向传动组件2还包括有一平衡块23；所述平衡块23套设在所述传动杆21外部，并与所述传动杆21相连。进一步的，为了加强与外部设备的连接关系以及加强结构的稳定性，所述平衡块23一侧设有固定连接孔231；所述固定连接孔231用于与外部滑轨相连。在一个可选的实施例中，该平衡块23可以是配重块。

优选的，为了加强传动杆21水平方向上对超声波焊嘴1的传动效果，进一步优化焊接效果，所述水平传动组件3包括设置有若干组；若干组水平传动组件3设于所述传动杆的一侧。在一个可选的实施例中，水平传动组件3设有一组，该一组水平传动组件3设于传动杆一侧，并与所述传动杆21连接；在另一个可选的实施例中，该水平传动组件3中设置有两组，两组水平传动组件3设于所述传动杆21的两侧，进一步加强了水平传动效果以及加强了结构的稳定性。

本发明的一种超声波焊接机主轴系统的技术效果为：

1、相比与传统的全波焊头超声波焊接机主轴系统，该超声波焊嘴由于单侧固定在传动杆上，通过传动杆来对超声波焊嘴进行水平方向以及竖直方向的传动，相比现有技术上的全波焊头，尺寸可以设计得更为小巧，从而降低了造价成本，同时焊接效果更为优良，拆卸更为方便；

2、相比与现有技术的半波焊头超声波焊接系统，由于超声波焊嘴以及动力驱动机构处于一个竖直方向上，致使压力间的传动处于同一轴线上，避免了传统半波焊头中由于单侧受力致使焊头由于受到焊接工件的反作用力从而发生变形或者单侧翘起，还有焊接头的固定螺栓容易开裂的问题，故而，该超声波焊接机主轴系统耐久性良好，使用寿命更长，焊接效果更为优良。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述超声波焊接机主轴系统包括有超声波焊嘴、竖向传动组件以及水平传动组件；所述竖向传动组件设于所述超声波焊嘴上方，并与所述超声波焊嘴相连；所述水平传动组件设于所述竖向传动组件一侧，并与所述竖向传动组件相连；

其中，所述竖向传动组件包括有传动杆以及动力驱动机构；所述超声波焊嘴设于所述传动杆下方，并与所述传动杆相连；所述动力驱动机构设于所述传动杆上方，并与所述传动杆相连；

所述水平传动机构包括有一换能器和一调幅器；所述调幅器设于所述传动杆一侧，并与所述传动杆相连；所述换能器设于所述调幅器远离所述传动杆的一侧，并与所述调幅器相连。

2.根据权利要求1所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述超声波焊嘴包括有手柄连接部、手柄固定部、焊头过渡部和焊头部；所述手柄连接部设于所述传动杆下方，并与所述传动杆相连；所述手柄固定部设于所述手柄连接部下方，并与所述手柄连接部相连；所述焊头部设于所述手柄固定部下方，并与所述手柄固定部相连；所述焊头过渡部设于所述手柄固定部和所述焊头部之间，用于实现所述手柄固定部和所述焊头部之间的横截面面积的平滑过渡。

3.根据权利要求2所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述手柄连接部整体为圆台状；所述传动杆底部对应开设有用于连接所述手柄连接部的安装孔。

4.根据权利要求2所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述焊头过渡部包括有四个顺次相连的弧形过渡面；所述焊头部设有四个侧面；四个所述弧形过渡面对应连接在所述焊头部的四个侧面上。

5.根据权利要求1所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述动力驱动机构包括有一动力气缸；所述动力气缸输出动力的一端与所述传动杆相连。

6.根据权利要求1所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述动力驱动机构包括有一动力驱动装置以及一动力传动装置；所述动力驱动装置设于所述动力传动装置的一端，并与所述动力传动装置相连；所述动力传动装置设于所述传动杆上方，且其输出动力的一端与所述传动杆相连。

7.根据权利要求6所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述动力驱动装置为一伺服电机；所述动力传动装置为一变速箱。

8.根据权利要求1所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述竖向传动组件还包括有一平衡块；所述平衡块套设在所述传动杆外部，并与所述传动杆相连。

9.根据权利要求8所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述平衡块一侧设有固定连接孔；所述固定连接孔用于与外部滑轨相连。

10.根据权利要求1所述超声波焊接机主轴系统，其特征在于：所述水平传动组件包括设置有若干组；若干组所述水平传动组件设于所述传动杆的一侧。

Images